풍력 발전의 불확실성을 고려한 수요 반응 프로그램 인센티브 설계에 관한 연구

Abstract

환경 문제의 대두와 연료 가격 상승 등 때문에 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 풍력 발전은 다른 신 재생 에너지원보다 건설 설비비, 발전 단가 등 경제성이 뛰어나 빠르게 성장하고 있다. 하지만 풍력 발전은 불확실성과 변동성이라는 특성 때문에 기존 시스템과 함께 운영하는 데 있어 여러 가지 문제점들이 발생한다. 송전 혼잡, 최적 조류 계산, 시스템 안정도, 전력 품질, 시스템 경제성, 부하 급전 등이 그것이다. 본 논문에서는 풍속을 확률 변수로 하는 몬테카를로(MC) 시뮬레이션을 통해 DCOPF의 발전 비용을 계산하여 풍력 발전의 불확실성을 고려하였다. 또한, 풍력 발전의 불확실성을 보완하기 위해 시스템의 유연성을 증가시키는 방법으로 수요 반응을 고려하였다. 수요 반응이란 소비자들이 전기 가격이나 인센티브에 반응하여 자신의 기존 소비 패턴으로부터 전력 사용 패턴을 바꾸는 것이다. 수요 반응의 참여한 소비자들은 부하를 감축하고 보상을 받게 되는데 현재의 인센티브 제도는 참여자 유인 요인으로 부족하며 수요 반응 시나리오에 따른 성과를 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 수요 감축 시나리오에 따른 효과를 확인해보고, 이를 반영한 새로운 인센티브 제도를 제안하였다. 새로운 인센티브는 기본 보상금인 CP(용량 요금)와 수요 반응 수행 성과에 따른 차등 인센티브인 AEP로 구성된다. 사례 연구를 통해서 수요 감축 시나리오에 따른 수요 반응의 성과가 달라진다는 것을 볼 수 있었고, 새로 제안된 인센티브 제도가 프로그램 성과를 반영하여 인센티브를 차등 지급한다는 것을 확인하였다.

These days, wind power energy is most important generation source. But, wind power generation has the intermittency and variability. So, this paper addresses wind power uncertainty in electric system and uses DR program to increase system flexibility. DR programs are designed to enable customers to contribute to energy load reduction during times of peak demand and also offer financial incentives to the customers for reducing their electricity usage. Therefore, reasonable methods for calculating load reduction are required to provide appropriate incentives to participants. However, traditional incentive payment does not properly consider economical effect of reliability-based DR program. So, this paper proposes new Demand Response(DR) incentive program. Numerical results are used to demonstrate validity of new DR incentive program.